海底管道悬空隐患治理技术研究及应用

对埕岛海区平台附近海底管道出现悬空的安全隐患进行了详细的调查，对产生悬空原因进行了分析，对悬空管道的悬空控制进行了对策研究，形成了采用“水下支撑桩”方法进行管线悬空治理的施工工艺。实施后取得了显著效果，为保证海底管线安全、保护海洋环境提供了有利借鉴。     

海底管线开沟埋设时的应力分析

海底管线在开沟埋设过程中，在非水平长度段内，高差引起的管线局部弯曲可导致管线承受较大应力。利用材料力学的方法对海底管线的受力作了分析，得出了悬空段长度、悬空段弯矩和管线应力的解析式，并讨论了影响管线开沟应力的一些因素。为方便工程人员设利一分析，给出了悬空段长度和管线应力随沟深变化的曲线。     

低雷诺数下海底管线周围流场的数值分析

<正>确认识和描述海底管线附近的流场变化特性,研究间隙比和海流对其作用规律对保证管线的安全运行有重要意义。引入海流速度剖面推求公式,通过公式换算出不同间隙比下海底管线中心处的海流速度,运用换算出的海流速度对海底管线附近的流场进行了数值模拟,得到接触海底管线的三涡流场图和悬空管线的流场图,并分析了海流速度和间隙比对管线升力系数及阻力系数的影响。分析结果表明,在间隙比较小时,升力系数和阻力系数迅速增大,间隙比越大、海流速度越高的海域更容易发生管线的疲劳破坏。工程实际中应根据实际海流速度和海底平整度情况适当选址,尽量避免海流速度高及海底跨度大的水域。     

基于仿生技术防治平湖油气田外输海底管线冲刷的探讨

以曾两次因冲刷悬空而发生事故的平湖油气田岱山近岸段KP2．6为例,通过比较挖沟、传统抛石、砂袋支撑、水泥压块以及仿生草技术等悬空处理与冲刷控制措施,提出了“砂袋悬空回填与仿生草永久性冲刷防治”方案,系统地探讨将仿生草技术用于东海海底管线的防护,对东海乃至全国海底管线悬空处理与冲刷防治都有借鉴价值。     

海底管线腐蚀检测与控制

针对中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司胜利埕岛油田（以下简称胜利埕岛油田）47条海底管线急需进行检测评价、但目前国内外海底管线检测技术研究与应用尚不成熟的现状,通过综合各种腐蚀检测、分析与控制技术的优势,为在役及新建海底管线提出了相应的腐蚀检测、控制与管理方案。包括：平台采出液腐蚀性测试与缓蚀剂评价;管线内检测及水下成像技术检测海底管线的腐蚀、损伤、变形与悬空;海底管线防腐蚀选材设计以及管线基础液化监测等。     

深水海底管线的全寿命风险分析与安全预警管理

深水海底管线的全寿命风险分析,需要考虑管线的全寿命各个阶段,根据设备可靠性原则,深水海底管线运行全寿命周期分为磨损期、稳定期、衰老期,在此基础上建立深水海底管线全寿命风险分析指标体系。提出了深水海底管线全寿命风险分析流程,建立了深水海底管线风险分析方法模型,并对其风险分析实时过程和风险后果等级进行界定。采用ALARP风险评判原则,提出基于风险的安全预警模型,使其更加符合深水海底管线风险分析和安全预警管理需求。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

海底管道悬空段网兜沙袋清理标准化施工技术

沙袋回填是海底管道悬空治理的常用方案,但对于杭州湾等恶劣的海域,海底管道悬空段沙袋回填治理后会再次出现海流冲刷悬空,因此需对悬空处已回填的网兜沙袋、吨袋等进行清理,然后通过后挖沟作业将管道沉至海流冲刷影响区以下。通过册子岛—镇海海底管道悬空段整治项目,详细阐述了利用伸缩臂挖掘机安全高效清理管道悬空段网兜沙袋与吨袋的标准化施工技术,可为以后类似抢维修工程顺利实施提供有力技术保障。     

海底管线用钢的开发和应用

海洋环境的恶劣对海底管线用钢提出较陆地管线更加严格的质量要求.宝钢开发以热连轧方式生产用于制造直缝埋弧焊管的海底管线用X65级管线钢板,其产品具有高强度、高韧性和良好的焊接性等综合性能.与陆地管线相比,不仅使焊管横向性能满足X65级管线管的强度和韧性要求,而且焊管纵向性能也满足DNV-OS-F101海底管线用钢的性能要求,可保证海底管线施工和运营的安全.上海宝山钢铁股份有限公司开发的海底管线用钢已成功地应用于我国南海"番禺-惠州天然气海底管线".     

基于管内主动激励的管道悬空检测模拟分析

天然气管线悬空段的出现会对管线安全造成极大威胁。为了检测管线是否出现悬空段,基于ADAMS动力学分析软件,采用模态分析的方法,分析了基于管内主动激励下天然气管道悬空段与敷设段的动力响应特性,研究了激励参数及环境参数的变化对管道1阶共振频率的影响规律。研究结果表明:悬空段长度对管道的1阶共振频率有较大影响,悬空段长度越长,共振频率越低;随着悬空段长度的增加,共振频率逐渐减小,出现共振频率的平移现象,可通过振动频响函数图中的第1阶共振频率的改变来判断管道的悬空状况。所得结论有助于推动管道悬空内检测技术的发展。     

海底管道干式维修用封堵器的设计

海底管道在使用过程中,会由于各种原因而损坏,严重时需要更换损坏的管段,海底管道干式维修技术就是解决这一问题的方法之一。为了形成干式维修的环境,需要用封堵器将敞开的管口封住。新设计的封堵器是为配合海底管道干式维修工艺而专门研究的,它具有封堵压差大、可自解封等特点,由此可以将送进封堵器的工艺孔去除后,再进行干式维修,改变了以往工艺孔只能保留在修复后的管道上的传统做法,在一定程度上提高了管道修复后的完整性,减小了安全隐患。     

海底管道系统失效可能性评价方法研究

基于文献[1]所建立的海底管道系统失效故障树,探讨了将主观判断法与模糊数学处理方法相结合的海底管道系统失效可能性评价方法;利用该方法确定了失效故障树分析中各基本事件的发生概率,计算了顶事件的发生概率及各基本事件的概率重要度和临界重要度,并对影响海底管道系统安全可靠性的薄弱环节及影响因素进行了分析。     

单层保温配重海底管线接点防护设计和优化

介绍了单层保温配重海底管线接点防护设计方法,分析了接点防护设计存在的问题,提出了优化设计方案。     

长输油气海底管线侧向屈曲蛇形铺设布置方法

长输油气海底管线在温度和内压的作用下,可能会发生多个侧向屈曲,因此有必要建立合理的控制方案,保证管道安全,控制项目投资。对于蛇形铺设方案而言,确定最大允许锚固点长度(VAS)和蛇形铺设间距及长度范围是优化布置的关键。根据理论结果,给出了VAS的初步估算方法。同时结合有限元直管和曲管模型分析,提出最优蛇形布置方案的确定方法。所述方法可为海底管线工程中侧向屈曲控制优化提供参考。     

海底管道泄漏监测系统设计应用

国内铺设的数万公里海底管道缺乏实时在线泄漏监测,一旦海底管道出现泄漏,不仅会造成油气田的停产,而且还会造成海洋环境的污染,对生态环境带来长期无法估量的破坏。详细介绍了管道泄漏监测系统的方法、原理,阐述了管道泄漏监测系统适用范围,提出了海底管道泄漏监测的可行方案及适用条件,为后续海底管道监测系统设计提供借鉴。     

海底油气管道修复技术

近年来由于介质腐蚀、船舶抛锚、地质灾害和海洋开发第三方破坏,出现了数起海底管道损伤事故海底管道出现损伤后,具体采取何种修复方案因损伤形式和作业水深而异,但从作业海域水深限制条件,可以分为水下修复技术和水上修复技术。水上修复技术主要是利用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行焊接修复或更换修复,此方案在多个抢修项目中多次成功应用。提升法修复海底管道技术来源于海底管道铺设技术,利用相关专业计算软件进行提升和下放分析,根据计算结果将海底管道提升至作业线进行法兰焊接,由潜水员完成水下对接。2008年渤西12″天然气管道破损就是一起典型的船舶抛锚损伤事故,事故造成整条外输管道停产。在权衡水下湿式修复方案和管道提升修复方案后,采用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行法兰焊接,潜水员完成水下对接工作。根据2008年1月渤西天然气管道抢修项目实践,详细介绍了提升法修复海底管道的作业程序和分析计算。     

海底管道微泄漏球形内检测器可行性研究

针对海底管道微小泄漏检测的迫切需求,天津大学在国内首次提出一种应用于管道微小泄漏检测的球形内检测器。文章从海底管道微小泄漏检测原理、微小泄漏定位和球形内检测器通过能力三方面详细分析了基于该球形内检测器的海底管道微小泄漏检测方法的可行性。采用FLUEN T流体仿真结合理论计算认为,该方法的微小泄漏检测灵敏度可达0.1L/m in;采用精确的焊缝识别方法进行辅助定位,泄漏定位精度为±0.78 m;通过流体动力学仿真,得出当球形内检测器直径与管道内径之比大于73%时,球形内检测器在正常工作流速下能够顺利通过海底管道立管段。该球形内检测器用于检测海底管道微小泄漏是完全可行的,且具有检测灵敏度高、定位精度高、运动灵活、通过性好和安全稳定的优点。     

海底双层保温管道系统最终压力测试接受标准的探讨

海底管道系统最终验收时间的长短直接关系到施工资源的投入和管道的投产时间,因此在保证管道建设质量的前提下。更快地完成海底管道的验收工作一直是施工方与油田方共同追求的目标。在最终验收的压力测试环节。随着我国海底管道工程向深水方向发展．海底管道的压力测试施工时间呈现出越来越长的趋势,海底双层保温管道压力测试施工的时间增加尤为显著。为缩短管道的压力测试时间,根据双层海管内介质温度与压力的变化关系,结合南海部分项目的实际压力测试情况,通过分析、对比温降和压降的变化情况,对现行的最终压力测试接受标准进行了探讨。提出了新的压力测试接受标准。     

海管旁路式内腐蚀监测系统设计与应用

为了实时监测海底管道内腐蚀情况,设计了海管旁路式内腐蚀监测系统,并在南海A海管得到了应用.在海管入口及出口处安装旁路式内腐蚀监测系统,可以获得海管在油、气、水三相混输状态下的内腐蚀、结垢信息,该监测系统维护、管理简单,成本低,并且所有作业不影响油田正常生产,具有推广应用价值.     

超大管径海底管道长距离登陆拖拉技术研究

针对超大管径海底管道长距离登陆拖拉技术,分别从安装方法、计算分析、数值修正等方面进行了研究。对大管径海底管道长距离拖拉与常规海管拖拉进行比较,重点分析了设计及施工中的难点,并在施工方法及设计原理上提出了解决措施。对于混合拖拉法,采用有限元方法对管道拖拉过程中的局部弯曲形变及屈曲校核进行了数值模拟和分析,有效规避了拖拉过程中弯曲变形对海管局部屈曲产生的不利影响。针对超大管径管道在DNV规范中的适用性进行了研究,并对DNV所推荐校核方法进行了修正。为超大管径海底管道长距离登陆拖拉的设计及施工提供技术支持。